شکار سلول های ایمنی که افراد را مستعد ابتلا به COVID-19 شدید می کند

هنگامی که یک ویروس راه خود را به بدن فرد باز می کند، یکی از اولین پاسخ دهندگان سیستم ایمنی مجموعه ای از سلول های حذف کننده پاتوژن به نام ماکروفاژها است. اما ماکروفاژها متنوع هستند. همه آنها ویروس ها را به یک شکل هدف قرار نمی دهند.

محققان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر (PME) دانشگاه شیکاگو کشف کرده‌اند که نوع ماکروفاژهای موجود در بدن افراد ممکن است میزان احتمال ابتلا به التهاب شدید در پاسخ به COVID-19 را تعیین کند. مطالعه آنها در منتشر شده است ارتباطات طبیعت

دکتر می‌گوید: «پزشکان می‌دانند که کووید-۱۹ می‌تواند طیفی از شدت بیماری را از علائم خفیف تا شدید ایجاد کند. اینکه چرا برخی افراد، و نه برخی دیگر، به بیماری بسیار شدید مبتلا می‌شوند، یک راز بوده است. پروفسور Huanhuan Joyce Chen، که این تحقیق را با Qizhou Lian از دانشگاه هنگ کنگ رهبری کرد. این اولین باری است که کسی تنوع علائم را به ماکروفاژها مرتبط می کند.

مدل بهتری برای عفونت COVID-19مطالعه اثرات سلولی و مولکولی ویروس SARS-CoV-2 برای محققانی که معمولاً برای تقلید از بیماری‌های انسانی به ارگانیسم‌های مدل روی می‌آورند چالش برانگیز بوده است. موش‌ها، موش‌ها و بسیاری از حیوانات دیگر علائم بیماری کووید-19 را مانند افراد بروز نمی‌دهند. به همین دلیل است که اندکی پس از شروع همه‌گیری COVID-19، گروه چن از سلول‌های بنیادی انسانی برای مطالعه ویروس استفاده کردند.

همانطور که قبلا در گزارش شده است طبیعتچن و همکارانش سلول‌های بنیادی را به مینی ریه‌ها و کولون‌هایی که به آنها ارگانوئیدهای ریه و کولون می‌گویند تبدیل کردند تا اثرات SARS-CoV-2 را بر روی آن اندام‌ها و داروهای غربالگری برای درمان ویروس بررسی کنند.

در مطالعه جدید، محققان ابتدا بیوپسی ریه بیماران کووید-19 را تجزیه و تحلیل کردند و متوجه شدند که آنها دارای سطوح بالایی از ماکروفاژها هستند. برای درک بهتر نقش ماکروفاژها در طول عفونت کووید-19، تیم چن رویکردی را توسعه داد که می‌توانست از همان خط سلول‌های بنیادی انسانی برای تبدیل شدن به سلول‌های ریه و ماکروفاژ به طور همزمان استفاده کند. این واقعیت که آنها از همان سلول های بنیادی اولیه به وجود آمدند برای جلوگیری از حمله سلول های ایمنی به سلول های ریه مهم بود.

چن گفت: «این سیستم مدل راهی عالی برای رمزگشایی مرحله به مرحله نحوه تعامل این سه جزء – سیستم ایمنی، ریه‌ها و ویروس – ارائه می‌کند.

آبشاری از التهاب

وقتی آزمایشگاه چن ریه ها و ماکروفاژهای مشتق از سلول های بنیادی را با SARS-CoV-2 آلوده کرد، متوجه شد که همه ماکروفاژها به یک شکل پاسخ نمی دهند. یک زیرمجموعه که ماکروفاژهای M2 نام دارد، ویروس را با بلعیدن فیزیکی ویروس و سلول های آلوده به ویروس در فرآیندی به نام فاگوسیتوز، از بین می برد و در عین حال مولکول های ضد التهابی را آزاد می کند.

ماکروفاژهای M1 برعکس رفتار کردند: این سلول ها تعداد زیادی سیگنال شیمیایی التهابی را منتشر کردند که نه تنها با SARS-CoV-2 مبارزه می کند، بلکه باعث پاسخ ایمنی گسترده تری می شود. نشان داده شده است که همین عوامل التهابی در خون افراد مبتلا به علائم شدید COVID-19 وجود دارد.

چن گفت: «نتایج ما نشان می‌دهد افرادی که از قبل در ریه‌های ماکروفاژهای M1 فعال شده‌اند، در هنگام آلوده شدن به کووید-19، ممکن است بیشتر در معرض التهاب شدید ناشی از ویروس باشند.»

وی افزود: افراد مسن و کسانی که دارای شرایط خاصی مانند فشار خون بالا یا دیابت هستند – که قبلاً به عنوان مستعد ابتلا به علائم شدید COVID-19 شناخته شده اند – ممکن است سطوح بالاتری از ماکروفاژهای M1 داشته باشند.

تیم او در ادامه نشان داد که آنتی‌بادی‌ها – مشابه آنتی‌بادی‌هایی که قبلاً برای درمان COVID-19 استفاده می‌شدند – به ماکروفاژهای M2 کمک کردند تا ویروس SARS-CoV-2 را پاک کنند. برای نشان دادن اینکه آیا مشاهدات در انسان درست است یا خیر، به کار بیشتری نیاز است، اما یافته‌ها می‌توانند به پیشگیری یا درمان کووید-19 شدید در بیماران در معرض خطر کمک کنند. و چن از قبل به آزمایشات بعدی خود با ارگانوئیدهای مشتق شده از سلول های بنیادی فکر می کند.

چن گفت: «این سیستم مدل برای رمزگشایی مکانیسم‌های مولکولی نه تنها COVID-19، بلکه سایر بیماری‌های عفونی مفید است.

در آینده، گروه او امیدوار است که اندام‌های کوچک پیچیده‌تری بسازد که نه تنها شامل سلول‌های ریه و ایمنی، بلکه رگ‌های خونی، اعصاب و سایر انواع سلول‌های پشتیبان باشد.